纸质量品质控制的实现与最优控制

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1、纸质量品质控制的实现与最优控制纸质量品质控制的实现与最优控制一、成品纸卷的用户质量标注一、成品纸卷的用户质量标注简言之，成品纸卷的质量标准可表达为：分切断面平整光滑，纸卷紧度内紧外松。卷 取过程中无断纸，没有连接接头。 1.1 切割断面切割断面衡量纸卷质量时，断面的光滑程度是一个比较直观的指标。成品纸卷质量则断面看起 来平整，没有年轮现象（以瓦楞纸为例，年轮现象：断面看起来颜色不一，一圈白一圈灰） ； 触摸起来是绵绵的，感觉不出纸层。卷的不平的成品纸卷在复卷过程中相邻纸卷可能发生 纸层相互交叉，造成无法分开，另外还会影响纸卷的销售的，是造纸厂家非常关心的一个 指标。 1.2 紧度控制紧度控制复

2、卷机卷出的纸卷通常要经过一定的处理得到使用，这些处理包括：包装、储存、运 输等。这就要求卷好的纸卷从芯层到表层的紧度必须均匀，最好是从里到外均匀地降低。 紧度是指卷筒纸卷卷紧的程度，近来，紧度的重新定义为卷取时成品纸卷直径变化所遵循 的规律。在相当的程度上，该参数表示纸卷的结构。纸卷紧度的骤变对纸卷的再利用影响 很大，例如用于做纸箱的瓦楞纸，如果复卷的不好，直接影响到加工厂家机器的运行效率。 所以纸卷紧度是纸厂关心的重要因素。紧度和纸张定量的关系是：若纸张的克重和强度越低，纸卷卷绕的直径越大，那么进 度控制显得尤其重要。1、紧度控制的工艺要求 紧度控制的工艺要求主要有三点，分别是：（1）纸芯卷

3、得要紧些，因为它是支承整个纸卷重量的基础。如果纸芯处太松，则退卷 时往往出现喇叭形；（2）收卷处应卷得松些，否则外层容易破损；（3）从纸芯到纸卷表层，紧度必须均匀变化。若其中有突变，纸卷端面会呈现星形的 缺陷。2、目前主要的紧度测试方法（1）在复卷后的小纸卷表面测试：用硬度计进行单点测试，看检测数据波动是否过大， 从而判定复卷好坏；（2）在复卷后的小纸卷端面测试：用硬度计测试，看检测数据波动是否过大，从而判 定复卷好坏； （3）听声法：有经验的师傅通过敲击纸卷，听其声音来判断纸卷卷取的好坏； （4）实时检测法：通过控制直径来控制紧度，就可以实时的检测直径已达到控制紧度 的目的。 上述前三种方法

4、都不能做到实时的检测，只能对卷好的纸卷进行质量评价。第四种方 法是实时进行的，也是目前应用较多的方法。 二、影响成品纸卷质量的因素二、影响成品纸卷质量的因素 影响成品纸卷质量的因素首先应该是造纸机生产出来的纸张质量。如果原纸的质量很 差，比如横向定量差别太大纸的线厚度不一，纸幅水分不均匀，甚至存在纸洞，黏胶等； 再者成品纸卷电气控制方面的因素对紧度和断面影响；而且复卷过程中本身也会造成纸病： 气刀条痕、毛边、凹坑、压花、折子。 2.1、影响断面的因素、影响断面的因素 一是压纸辊的压力：根据实时直径的变化调节压力时，调节的连续性不好，引起的纸幅窜动，特别是在加速阶段的末尾速度快达到设定车速时，压

5、纸辊上升的加速度出现突变， 液压系统调节不利，使得压纸辊出现上下跳动，造成纸幅的窜边，严重时工人就将压纸辊 脱开了，卷的纸不符合紧度的要求；压纸辊压得太重容易将纸张压的变形，造成压痕；二 则前后底辊电流不稳，未按给定比例运行，一会前底辊电流大，一会后底辊电流大，使得 纸张卷的紧度梯度不合适产生的年轮现象；另外机械振动，张力和转矩配合不当，成品纸 卷不圆时压纸辊跳动，造成纸幅左右攒动，切割后难于分卷等造成的断面不整。 2.2、影响紧度的因素、影响紧度的因素 （1）复卷时前、后底辊的转矩差； （2）压纸辊的压力； （3）复卷时纸张的张力； （4）运行的速度，加速和减速； （5）纸芯性能； （6）纸

6、张本身性能； （7）运输和贮存的条件。 （8）主要的电气影响因素：纸幅张力(T)、压纸辊压力(N)、底辊的转矩差(T)，加减速 中的 S 型曲线。 三、卷绕压力与纸病的关系三、卷绕压力与纸病的关系 为了获得较好的纸辊结构，往往需要利用纸辊重力和其他机械设备提供在卷取纸辊时 某个基准面(卷取机转鼓)之间的压区压力。但如果外压力过大或冲击力过大，就会使纸卷 内部区域下凹或形成无残余张力的凹凸不平状态。为了定量地研究压区压力的影响， Pfeiffer 首次确定了纸辊中的内压力，并从该内压力导出残余卷绕张力。并由 Cameron 机 械公司首先研制成功了测定残余张力的仪器间隙测试仪。 实验证明，就印刷

7、厂和纸张后加工问题而言，纸辊中的许多纸病直接跟压区压力、或 更准确地说与不均一的压区压力有关。在下面所列的部分纸病都可以归入到压区不均一型 的纸病。 为了减少压区压力对纸辊结构的不良影响，必须对组成纸辊压区部件的特性和影响， 作如下研究： 3.1 区压力与转鼓直径的关系区压力与转鼓直径的关系 Pfeiffer 已经证实，在双转鼓卧式复卷机的复卷纸卷中，卷绕张力很大程度上取决与 两个因素：压区力和转鼓直径。根据瞬间中心(instantcenter)理论，他指出，对特 定的纸种，转鼓直径固定，当将压区压力加倍时，复卷纸辊上的卷绕张力增加 1.59 倍。 同样条件下，如果压区压力为 3 倍时，复卷纸

8、卷的卷绕张力增加到 2.08 乘以 175N/m 的基本值。而当转鼓直径加倍时，压区压力保持固定，复卷纸辊中的卷绕张力将 从 175N/m 的基本值降到 124N/m；3 倍直径时将进一步降到 101N/m。 这意味着，因纸幅横向分布不均，在纸辊的较高或较硬的区域(由压区压力所致)将比 其邻近较软的区域产生更大的张力。这两个区域的张力差如果很大，就会出现索条状或波 纹褶子，这些区域的纸张伸长度已超过其弹性极限，无法再回复到原形。因此，在一定压 区压力下，大直径转鼓将产生小得多的张力差并最终使波纹和起愣等纸病减少。 3.2 转鼓直径与纸种的关系转鼓直径与纸种的关系 将各种不同直径的转鼓应用与同一

9、种纸，可得出一条转鼓直径与卷入张力的关系曲线。 再用不同的纸种作重复试验，就可得出一组曲线，如图所示。进一步整理这些测试数据， 可得出几个明显结论： 1、小直径转鼓显然比大直径转鼓产生更大的卷入张力。2、似乎转鼓直径增加到一定程度超过 762864mm（3034inch） ，卷入张力就不 再减小。 3、所有纸种都不同程度地对所产生的压区压力有影响。根据这些有限的结论可以说， 对大多数高级细纸，转鼓直径为 762mm 时，举例说，就不再需要考虑将转鼓直径作为在 选择或运作某个卷取设备时的重要因素。事实上，这说明在这种情况下，优化转鼓直径不 再是双鼓复卷机纸辊质量评选中的一个重点。转鼓直径3.33

10、.3 压纸辊对纸辊质量的影响压纸辊对纸辊质量的影响压纸辊是是传统双鼓复卷机在前期卷绕过程中提供压区压力的一种装置，出于需要， 压纸辊都做的比较小。如两个转鼓的直径为 762mm，再在两转鼓间放置一个 102mm 的 纸芯，必须使用小直径压纸辊才能在刚开始时压住裸纸芯，而不妨碍或碰触到转鼓。那么过小的压纸辊直径会不会对纸辊结构有影响呢?回答是肯定的，正如 Lucas 所指 出的，在新闻纸复卷机上起皱打褶都是由于在复卷纸辊直径很大时，压纸辊直径太小所致。 因为必须承认的一个基本事实就是纸张卷绕在鼓式复卷机上往往都不是均一的。由于横向 分布的不均一性，不管纸辊的压区压力作用在哪里（纸芯或是外圆） ，又不管压区的压力是 低还是高，都可能有产生纸病的危险性。由此可见，为了尽量减少这种（对敏感纸张）可 能产生的危险，压纸辊直径尽可能放大一些应该是有益的至少在上述的应用范围内。所有的这些试验结果都表明，大径转鼓在纸辊中产生的卷入张力低于小径转鼓，水 平布置转鼓的卷入张力低于倾斜布置的转鼓，尽可能大的压纸辊直径有利于减少纸病产 生的可能性。因此，结论很明显：为了获得最佳效果，大径转鼓和大径压纸辊尽可能地 以最低压区负荷运行，这样的纸辊质量较好。为在两个鼓上获得尽可能松的压区力，转 鼓的直径和水平度应该相等。